Question

重晶石礦（主要成分為硫酸鋇）因為含有Fe₂O₃、MnO及炭質(zhì)等雜質(zhì)而常呈深褐色。工業(yè)上將重晶石礦粉碎后與硫酸、鋁粉在反應(yīng)槽中混合加熱（即“漂白”），再經(jīng)水洗等一系列工序制得白色的重晶石填料，廣泛用作紙張、油漆等的填充劑。

重晶石填料的生產(chǎn)工藝流程為：

（1）在該流程中，為加快“漂白”速度，采取的措施有                            。

（2）硫酸起到了“漂白”的作用。請寫出硫酸直接起到該作用時的化學(xué)方程式：

                                                                             。

（3）鋁粉也起到了“漂白”的作用。你認(rèn)為，鋁粉是如何起到該作用的？

                                                                             。

（4）有同學(xué)認(rèn)為，既然兩次水洗，那么鋁粉的作用就不大。你的解釋是：

                                                                             。

（5）煅燒的主要目的是                                                     。

（6）將煅燒后的固體磨細(xì)，使用的是加有剛玉（氧化鋁）球的振動磨。這說明剛玉具有很高的                                                    。

Answer 1

（1）重晶石和鋁都使用粉末（1分）（“重晶石”和“鋁”兩項都有得1分，否則0分）；

加熱（1分）

（2）Fe₂O₃+3H₂SO₄== Fe₂（SO₄）₃+3H₂O（1分）；MnO+H₂SO₄==MnSO₄+H₂O（1分）

（3）把Fe³⁺還原為Fe²⁺，達(dá)到漂白的作用。（2分）

（或與酸溶液反應(yīng)生成氫氣，而氫氣使得Fe³⁺還原為Fe²⁺，從而達(dá)到漂白的作用。）

（4）水洗不可能將Fe³⁺全部除去，而用Al粉可以將深色的Fe³⁺轉(zhuǎn)化為淺色的Fe²⁺，即使沒有完全洗去，對產(chǎn)品的顏色影響也不大，較好地起到漂白的作用。（2分）

（5）除去炭質(zhì)（1分）

（6）硬度（1分）

解析:

（1）這里所謂的漂白過程實際上是硫酸與鋁、重晶石礦反應(yīng)，而后二者為固體，為增大反應(yīng)的接觸面積我們常將他們粉碎。

（2）硫酸鋇本來就是白色的，這里“漂白”實質(zhì)就是硫酸與氧化鐵和氧化錳反應(yīng)生成易溶于水的物質(zhì)而洗去，故反應(yīng)方程式為：Fe₂O₃+3H₂SO₄== Fe₂（SO₄）₃+3H₂O和MnO+H₂SO₄==MnSO₄+H₂O。

（3）從混合物的組成可看出，在常溫下鋁只能與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，故它起的作用是把深色Fe³⁺還原為淺色的Fe²⁺，達(dá)到漂白的作用。

（4）如果二次水洗可將鐵離子洗盡，那么鋁粉的作用就不大，或者說是沒作用了，現(xiàn)在一定要用鋁粉“漂白”，說明鐵離子在水洗時是無法全部洗盡的，用鋁粉的作用只能是將深色的鐵離子還原成淺色的亞鐵離子，這樣即使沒有完全洗去，對產(chǎn)品的顏色影響也不大，較好地起到漂白的作用。

（5）前面只是除去了或是漂白了氧化鐵和氧化錳，還有炭存在，所以可利用炭易燃燒將其煅燒生成二氧化碳而除掉。

（6）研磨的原理是用硬度大物質(zhì)磨細(xì)硬度小的物質(zhì)，這里使用加有剛玉球的振動磨，說明剛玉有很高的硬度。